DE112010003456T5 - Verteilte-anordnung-linearmotor und steuerungsverfahren eines verteilte-anordnung-linearmotors - Google Patents

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Abstract

Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1), bei welchem Statoren (10, 10B) auf eine verteilte Art angeordnet sind, und ein Verfahren zum Steuern des Verteilte-Anordnung-Linearmotors (1) sind bereitgestellt. Der Linearmotor (1) ist ein Linearmotor (1), bei welchem ein Stator (10, 10B) und ein bewegliches Element (20) relativbeweglich sind, wobei der Stator (10, 10B) bzw. das bewegliche Element (20) periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen (12a, 12b, 12c), (22a, 22b) des Stators (10, 10B) und des beweglichen Elements (20), welche magnetisch aufeinander einwirken, periodisch einander folgend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen; eine Mehrzahl von Statoren (10, 10B) auf eine verteilte Art in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind; ein Abstand (D1, D2) zwischen benachbarten Statoren (10, 10B) nicht größer ist als eine Länge des beweglichen Elements (20); der Pol des Stators (10, 10B) oder der Pol des beweglichen Elements (20) von einer Spule (11) gebildet ist; und eine Stromsteuerungseinheit, die den Strom steuert, der der Spule auf Grundlage des Abstands (D1, D2) zwischen den Statoren (10, 10B) zur Verfügung gestellt werden soll, ist bereitgestellt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmotor, welcher zum Antreiben eines Untergestells einer Fördervorrichtung genutzt wird, und genauer einen Linearmotor, welcher Statoren aufweist, welche auf verteilte Art angeordnet sind, was hierin im Folgenden der Einfachheit halber „Verteilte-Anordnung-Linearmotor” genannt werden kann, und betrifft auch ein Verfahren zum Steuern eines solchen Linearmotors, einschließlich der Verteilte-Anordnung-Statoren.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Im Allgemeinen weist ein Linearmotor, welcher für die Beförderung von Teilen oder Erzeugnissen genutzt wird, eine Struktur auf, bei welcher ein bewegliches Element sich auf einem einzigen Stator bewegt. Jedoch führt der Einsatz einer Struktur, welche einen langen Förderweg aufweist, zu einem Ansteigen der Anlagekosten, wodurch sie unbrauchbar ist, und um solch einen Mangel zu vermeiden, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, Statoren auf eine verteilte oder getrennte Art anzuordnen. In einer solchen Stator-verteilten Anordnung (nicht-kontinuierlichen Anordnung) offenbart beispielsweise Patent Dokument 1 ein Linearmotor-Geschwindigkeitsänderungs-Verminderungsverfahren, ohne ungleichmäßige Geschwindigkeit zu verursachen, selbst beim Einsatz eines Boden-Hauptseitenverteilten Anordnungssystems, welches in der Art einer offenen Schleife betrieben wird, indem ein Verhältnis beachtet wird zwischen einer Position eines Nebenseiten-Untergestells und einer Beschleunigung.
  • Stand-der-Technik-Dokument
  • Patent-Dokument
    • Patent-Dokument 1: Japanische Patentanmeldung, Offenlegungs-Nummer 2004-80881
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEM, DAS VON DER ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
  • Bei Statoren, welche getrennt auf eine verteilte Art angeordnet sind, ist es übrigens notwendig, gegenseitige Beziehungen zwischen einer Mehrzahl von Statoren und einer Mehrzahl von beweglichen Elementen zu beachten, anders als bei einer Struktur, bei welcher ein bewegliches Element auf einem Stator gesteuert wird, und demzufolge können viele Arten von Steuerungsverfahren oder -arten angewandt werden.
  • Die Technologie, die in Patent-Dokument 1 offenbart ist, betrifft jedoch ein Linearmotor-Geschwindigkeitsänderungs-Verminderungsverfahren zum Vermeiden von Ungleichmäßigkeit in der Geschwindigkeit zu einem Antriebszeitpunkt, bei welchem sich eine Beschleunigung hauptsächlich ändert. Insbesondere ist das offenbarte Verfahren ein Steuerverfahren in einem Fall, bei welchem das bewegliche Element einmal von dem Stator getrennt wird und dann zu dem nächsten Stator weiterbewegt wird.
  • Wegen einer solchen Struktur kann nicht gesagt werden, dass der offenbarte Linearmotor hergestellt wurde, indem die verteilte Anordnung der Statoren in einer Struktur, in welcher das bewegliche Element die benachbarten Statoren überspannt, hinreichend berücksichtigt wurde.
  • Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, um diese Fehler zu lösen, und ein Ziel davon ist es, einen Verteilte-Anordnung-Linearmotor bereitzustellen, der geeignet ist für Statoren, welche auf eine verteilte Art angeordnet sind, und auch ein Steuerungsverfahren für solche Verteilte-Anordnung-Linearmotoren bereitzustellen.
  • MITTEL FÜR DAS LÖSEN DER PROBLEME
  • Um das obige Ziel zu erreichen, ist die in Anspruch 1 definierte Erfindung ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor, bei welchem ein Statur und ein bewegliches Element so angeordnet sind, dass sie relativbeweglich sind, wobei der Stator bzw. das bewegliche Element periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen des Stators und des beweglichen Elements, welche magnetisch aufeinander einwirken und periodisch anschließend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen; eine Mehrzahl von Statoren ist auf eine verteilte Art angeordnet in der Richtung der relativen Bewegung; ein Abstand zwischen benachbarten Statoren ist nicht größer als eine Länge des beweglichen Elements; der Pol des Stators oder der Pol des beweglichen Elements ist von einer Spule gebildet; und eine Stromsteuerungseinheit, welche Strom, der der Spule bereitgestellt werden soll, basierend auf dem Abstand zwischen den Statoren steuert, ist darüber hinaus vorgesehen.
  • Die Erfindung, welche in Anspruch 2 wiedergegeben ist, ist dadurch charakterisiert, dass bei dem Verteilte-Anordnung-Linearmotor gemäß Anspruch 1 die Stromsteuerungseinheit so gestaltet ist, dass sie eine Phase des Stroms, der der Spule bereitgestellt werden soll, basierend auf dem Abstand zwischen den Statoren berechnet.
  • Darüber hinaus ist die Erfindung, welche in Anspruch 3 wiedergegeben ist, dadurch charakterisiert, dass bei dem Verteilte-Anordnung-Linearmotor gemäß Anspruch 1 oder 2 der Abstand zwischen den Statoren ein minimaler Abstand zwischen den Polen der benachbarten Statoren ist, und die Länge des beweglichen Elements ist ein maximaler Abstand zwischen den Polen des beweglichen Elements.
  • Darüber hinaus ist die Erfindung, welche in Anspruch 4 wiedergegeben ist, dadurch charakterisiert, dass bei dem Verteilte-Anordnung-Linearmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 einer von den Polen des Stators oder des beweglichen Elements gebildet ist von einem Permanentmagneten für das Antreiben, und ein Positionsdetektor, welcher eine Position des Permanentmagneten für das Antreiben erfasst und eine Position davon berechnet, ist darüber hinaus bereitgestellt für den Stator oder das bewegliche Element auf der Spulenseite.
  • Darüber hinaus ist die Erfindung, welche in Anspruch 5 wiedergegeben ist, dadurch charakterisiert, dass bei dem Verteilte-Anordnung-Linearmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 darüber hinaus eine Abstandsberechnungseinheit, welche den Abstand zwischen den Statoren basierend auf Information von dem Positionsdetektor berechnet, bereitgestellt ist.
  • Darüber hinaus ist die Erfindung, welche in Anspruch 6 wiedergegeben ist, ein Verfahren zum Steuern eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors, welcher einen Stator und ein bewegliches Element aufweist, welche so angeordnet sind, dass sie relativbeweglich sind, wobei der Stator bzw. das bewegliche Element periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen des Stators und des beweglichen Elements, welche magnetisch aufeinander einwirken und periodisch anschließend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen, eine Mehrzahl von Statoren ist auf eine verteilte Art angeordnet in der Richtung der relativen Bewegung, ein Abstand zwischen benachbarten Statoren ist nicht größer als die Länge des beweglichen Elements, und der Pol des Stators oder der Pol des beweglichen Elements ist von einer Spule gebildet, wobei ein Strom, der der Spule bereitgestellt werden soll, auf der Grundlage des Abstands zwischen den Statoren gesteuert wird.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Linearmotor bereit, bei welchem ein Statur und ein bewegliches Element so angeordnet sind, dass sie relativbeweglich sind, wobei der Statur bzw. das bewegliche Element periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen des Stators und des beweglichen Elements, welche magnetisch aufeinander einwirken und periodisch anschließend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen; eine Mehrzahl von Statoren ist auf eine verteilte Art angeordnet in der Richtung der relativen Bewegung; ein Abstand zwischen benachbarten Statoren ist nicht größer als eine Länge des beweglichen Elements; der Pol des Stators oder der Pol des beweglichen Elements ist von einer Spule gebildet; und eine Stromsteuerungseinheit, welche Strom, der der Spule bereitgestellt werden soll, basierend auf dem Abstand zwischen den Statoren steuert, ist darüber hinaus bereitgestellt. Gemäß der obigen Struktur des Linearmotors, wenn das bewegliche Element sich von einem Statur zu dem benachbarten nächsten Statur bewegt, wird der Strom, der der Spule bereitgestellt werden soll, so von der Stromsteuerungseinheit gesteuert, dass kein Verlust der Schubkraft des beweglichen Elements verursacht wird, um dadurch die Geschwindigkeit davon zu steuern. Folglich stellt die vorliegende Erfindung den Verteilte-Anordnung-Linearmotor und das Steuerungsverfahren eines solchen Linearmotors bereit, welche die oben erwähnten Auswirkungen erzielen können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • [1] ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer schematischen Struktur eines Antriebssystems eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • [2] ist eine Perspektivansicht eines Beispiels, als ein Musterdiagramm, eines Stators und eines beweglichen Elements des in 1 dargestellten Verteilte-Anordnung-Linearmotors.
  • [3] ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel zeigt, welches eine verteilte Anordnung der Statoren aus 1 darstellt.
  • [4] ist ein Musterdiagramm, welches ein Beispiel eines detaillierten Zustands zwischen den Statoren eines Antriebssystems des in 1 gezeigten Verteilte-Anordnung-Linearmotors darstellt.
  • [5] ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Struktur einer in 1 gezeigten Motorsteuerungsvorrichtung darstellt.
  • [6] ist eine Ansicht, welche ein Beispiel eines magnetischen Sensors zeigt, welcher einen Zwei-Satz einer Vollbrückenstruktur in einem in 5 gezeigten magnetischen Sensor aufweist (in 6 ist (A) eine Draufsicht, welche eine Form eines ferromagnetischen dünnen Metalls des magnetischen Sensors zeigt, und (B) ist eine Ansicht, welche eine Ersatzschaltung zeigt).
  • [7] ist eine Graphik, welche ein Beispiel eines Sinuswellensignals und Cosinuswellensignals zeigt, welche von dem in 5 dargestellten magnetischen Sensor erzeugt werden.
  • [8] ist ein Musterdiagramm, welches ein Beispiel von periodischen Strukturen von Polen des Stators und des beweglichen Elements, welche in 1 dargestellt sind, zeigt.
  • [9] ist ein Musterdiagramm, welches ein Beispiel eines Signalflusses in dem Blockdiagramm von 1 darstellt.
  • [10] weist (A) bis (E) auf, ein Beispiel von Musterdiagrammen einer Bewegung eines Positionsinformationsschalters aus 1 zeigend.
  • [11] ist eine Perspektivansicht eines Beispiels, in einem Musterdiagramm, eines Stators und eines beweglichen Elements des Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • [12] ist ein Musterdiagramm, welches ein Beispiel von periodischen Strukturen eines Poles eines in 11 gezeigten Stators darstellt.
  • ARTEN ZUM AUSZUFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Eine beste Art zum Verkörpern der vorliegenden Erfindung, wird hierunter mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Schematische Struktur und Funktion eines Antriebssystems eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Darüber hinaus sollte jedoch angemerkt werden, dass in der folgenden Offenbarung der Begriff „Verteilte-Anordnung-Linearmotor” einen Linearmotor repräsentiert, bei welchem eine Mehrzahl von Statoren auf eine verteilte Art angeordnet ist.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer schematischen Struktur eines Antriebssystems eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Perspektivansicht, welche den Stator und das bewegliche Element des in 1 gezeigten Verteilte-Anordnung-Linearmotors darstellt. 3 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel zeigt, welches eine Anordnung der Statoren aus 1 darstellt. 4 ist ein Musterdiagramm, welches den detaillierten Zustand zwischen den Statoren des Antriebssystems des in 1 gezeigten Verteilte-Anordnung-Linearmotors zeigt. 5 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel einer Struktur der in 1 gezeigten Motorsteuerungsvorrichtung zeigt.
  • Wie in 1 dargestellt, weist das Antriebssystem des Verteilte-Anordnung-Linearmotors auf einen Linearmotor 1 (bei welchem Statoren auf eine verteilte Art angeordnet sind), eine Mehrzahl von Motorantrieben (Motorantriebsvorrichtungen) 40, 40B, 40C zum Steuern des Verteilte-Anordnung-Linearmotors 1, und eine übergeordnete (höhere Ebene) Steuerung 50 zum Steuern der mehreren Motorantriebe 40, 40B, 40C.
  • Der Verteilte-Anordnung-Linearmotor 1 weist auf Statoren 10, 10B, 10C, welche relativbeweglich sind durch magnetische Einwirkung und ein bewegliches Element 20, eine Mehrzahl von Positionsdetektoren (Positionserfassungsvorrichtungen) 30 zum Erfassen der relativen Position des beweglichen Elements 20 zu den Statoren 10, 10B, 10C und einen Positionsinformationsschalter (Positionsinformationsschaltvorrichtung) 35 zum Schalten von Signalen von den mehrfachen Positionsdetektoren 30. Bei einem solchen Verteilte-Anordnung-Linearmotor ist eine Mehrzahl von Statoren 10, 10B, 10C auf eine verteilte Art in einer Förderrichtung angeordnet mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen.
  • Die übergeordnete Steuerung 50 und die jeweiligen Motorantriebe 40 sind miteinander mit Hilfe von Steuerleitungen 51 verbunden. Die Motorantriebe 40 und der Positionsinformationsschalter 35 sind miteinander mithilfe von Encoderkabel 52 verbunden. Der Positionsinformationsschalter 35 und der Positionsdetektor 30, welche für denselben Stator (10, 10B, 10C) bereitgestellt sind, sind auch mithilfe vom Encoderkabel 52 verbunden. Die Motorantriebe 40 bzw. die Statoren 10, 10B, 10C sind jeweils mithilfe von Stromkabeln 53 verbunden.
  • Darüber hinaus ist das bewegliche Element 20 entlang eines vorbestimmten Pfades durch eine nicht dargestellte Führungsvorrichtung geführt, und eine Lücke zwischen dem beweglichen Element 20 und jedem der Statoren 10, 10B, 10C wird aufrechterhalten.
  • Wie in 2 und 4 dargestellt, weist jeder der Statoren 10 und 10B eine Spule 11 auf (Spulen 11a11c), die mit Drehstrom versehen und magnetisch wirken in Bezug auf das bewegliche Element 20 und einen hervorstehenden Pol 12 (Pole 12a12c), um den herum die Spule 11 aufgewickelt ist. Die Spule 11 weist eine U-Phasen-Spule 11a, eine V-Phasen-Spule 11b und eine W-Phasen-Spule 11c auf. Der hervorstehende Pol 12 weist einen Pol 12a auf für die U-Phase, einen Pol 12b und einen Pol 12c, welche den Spulen 11a, 11b, bzw. 11c entsprechen. Diese sind ein Beispiel von Polen, welche auf der Seite des beweglichen Elements erzeugt werden, indem Strom zu der Spule 11 geleitet wird, und ein solcher Pol des Stators ist ein Beispiel, das aus der Spule 11 besteht. Diese Spulen 11a, 11b, 11c und die hervorstehenden Pole 12a, 12b, 12c sind in der Richtung der relativen Bewegung (Bewegung) des beweglichen Elements 20 periodisch in der Reihenfolge von U-Phase, V-Phase und W-Phase angeordnet, und bilden somit die periodische Struktur. Das heißt, die Spulen 11 und die Pole 12 bilden die periodische Struktur von U-Phase, V-Phase und W-Phase in der longitudinalen Richtung der Statoren 10, 10B als ein Beispiel in der Richtung der relativen Bewegung.
  • Darüber hinaus sind die Kernabschnitte der Elektromagneten der Statoren 10, 10B, 10C, die die hervorstehenden Pole 12 aufweisen, aus magnetischem Material gebildet, welches geringeren magnetischen Hysterese-Verlust aufweist, wie beispielsweise Silikonstahl, und wie in 2 dargestellt, bilden die Kernabschnitte hervorstehende Pole 12, die sich in der Breitenrichtung der Statoren 10 und 10B erstrecken, um auf einer dem beweglichen Element 20 gegenüberstehenden Seite hervorzustehen, und solche hervorstehenden Pole 12 sind Seite an Seite in einer Kammform in der longitudinalen Richtung der Statoren 10 und 10B angeordnet.
  • Wie in 3 dargestellt, sind die Statoren 10, 10B, 10C in der longitudinalen Richtung der Statoren 10, 10B, 10C angeordnet, als ein Beispiel für die Richtung der relativen Bewegung, mit einem vorbestimmten Statorabstand (Abstand zwischen benachbarten Statoren) in der beschriebenen Reihenfolge. Hierin, als ein Beispiel des Statorabstands, wird, wie in 4 dargestellt, der minimale Abstand D1 zwischen denselben Arten von Polen der benachbarten Statoren 10 und 10B und der minimale Abstand D2 zwischen den Polen der benachbarten Statoren 10 und 10B angezeigt.
  • Als nächstes ist das bewegliche Element 20, wie in 2 dargestellt, mit einen Tisch 21 versehen, auf welchen Teile oder Erzeugnisse aufgelegt werden, und mit einem Permanentmagnet 22 zum Antreiben, der an der unteren Fläche des Tisches 21 angebracht ist, so dass das bewegliche Element 20 als ein Träger für die Teile oder Erzeugnisse fungiert.
  • Die Permanentmagnete 22 weisen jeweils auf einen N-Pol-Magneten 22a, welcher einen N-Pol aufweist auf einer Seite, welche den Statoren 10 und 10B gegenübersteht, und einen S-Pol-Magneten 22b, welcher einen S-Pol aufweist, und eine periodische Struktur, bei welcher die N-Pol-Magneten 22a als N-Pole und die S-Pol-Magnete 22b als S-Pole abwechselnd periodisch angeordnet sind in der Richtung der relativen Bewegung zwischen den Statoren 10, 10B und dem beweglichen Element 20. Das heißt, dass das bewegliche Element 20 die periodische Struktur der N-Pole/S-Pole in der longitudinalen Richtung des Stators 10 aufweist als ein Beispiel für die Richtung der relativen Bewegung. Darüber hinaus weist das bewegliche Element 20 eine Länge von beispielsweise Lmv auf, welches die maximale Länge zwischen Polen des beweglichen Elements 20 ist.
  • Ein bewegliches magnetisches Feld wird erzeugt in Übereinstimmung mit Richtung und/oder Stärke des Drehstroms, der durch jede der Spulen 11a, 11b und 11c des Stators 10 fließt, und die hervorstehenden Pole 12a, 12b, 12c und der N-Pol-Magnet 22a und der S-Pol-Magnet 22b wirken magnetisch aufeinander ein, um dadurch die relative Bewegung zwischen dem Stator 10 und dem beweglichen Element 20 in der longitudinalen Richtung des Stators 10 zu bewirken. Das heißt, der Stator 10 und das bewegliche Element 20 wirken gegenseitig magnetisch, und das bewegliche Element 20 führt die relative Bewegung in der longitudinalen Richtung des Stators 10 aus.
  • Der Positionsdetektor 30 (30L, 30R) weist auf, wie in 4 dargestellt, einen magnetischen Sensor 31 zum Erfassen von Magnetismus und einen Positions-Erfassungs-Schaltkreis 32 für das Umwandeln eines Signals von dem magnetischen Sensor 31 in ein Signal zum Spezifizieren einer Position und Erfassen dieser Position. Hierin ist der magnetische Sensor 31 in einem zentralen Abschnitt angeordnet auf der Seite, die dem beweglichen Element 20 gegenübersteht bei dem Positionsdetektor 30, der am Stator 10 angeordnet ist.
  • Die Positionsdetektoren 30 sind, wie in 1, 3 usw. gezeigt, außerhalb der hervorstehenden Pole 12 angeordnet und in zentralen Abschnitten in der Breitenrichtung der Statoren 10, 10B, 10C angeordnet, und die Positionsdetektoren 30 sind auf so eine Art eingebaut, dass die magnetischen Sensoren 31 zur der Seite der Statoren 10, 10B, 10C zeigen, die dem beweglichen Element 20 gegenübersteht.
  • Es kann erwünscht sein, dass die Positionsdetektoren 30 in einer verteilten Anordnung in der longitudinalen Richtung der Statoren 10, 10B, 10C angeordnet sind, solange sie nicht von den Spulen 11 beeinflusst werden. Darüber hinaus, wie in 4 dargestellt, ist der Positionsdetektor 30R des Stators 10 außerhalb des am rechten Ende hervorstehenden Pols 12c angeordnet, und der Positionsdetektor 30L des Stators 10B ist außerhalb des 12a am linken Ende hervorstehenden Pols angeordnet.
  • Der magnetische Sensor 31 erfasst das Magnetfeld, welches von dem Permanentmagneten 22 verursacht wird, sich erstreckend in der Richtung der relativen Bewegung des Stators 10 und des beweglichen Elements 20. Der magnetische Sensor 31 erfasst Veränderungen des Magnetfelds durch die relative Bewegung des Stators 10 und des beweglichen Elements 20. Insbesondere ist der magnetische Sensor 31 ein Sensor, welcher die Richtung des Magnetfelds erfasst. Der Abstand Ds zwischen den Positionsdetektoren 30, d. h. zwischen den magnetischen Sensoren, ist kleiner als (nicht größer als) die Länge Lmv des beweglichen Elements 20. Das heißt, dieses ist ein Beispiel, welches zeigt, dass der Abstand zwischen dem ersten magnetischen Sensor 31 und dem zweiten magnetischen Sensor 31 kleiner ist (nicht größer ist) als der maximale Abstand zwischen den Polen des beweglichen Elements 20.
  • Als nächstes erzeugt der Positionsinformationsschalter 35 eine Ausgabe an den Motorantrieb 40, indem er eines der Eingabesignale aus einer Mehrzahl von Positionsdetektoren 30 auswählt. Zum Beispiel gibt der Positionsinformationsschalter 35 ein Eingabesignal aus, welches zuerst eingegeben wurde. Darüber hinaus, in einem Fall, wenn ein Eingabesignal nur ein einziges Signal ist, gibt der Positionsinformationsschalter 35 dieses Signal so, wie es ist, aus, und wenn kein Signal eingegeben wird, wird kein Ausgabesignal erzeugt.
  • Der Motorantrieb 40 weist auf, wie in 5 dargestellt, die Steuerung 41 zum Steuern von Strom, der zu dem Stator 10 des Linearmotors fließen soll, auf Grundlage von Information von dem Sensor usw., einen Leistungswandler bzw. Stromrichter 42 (kurz: Stromrichter), zum Umwandeln des Stroms aus der Energie- bzw. Stromquelle 45 (kurz: Stromquelle) auf Grundlage der Regelungseinrichtung bzw. der Steuerungseinrichtung bzw. der Steuerung 41 (kurz: Steuerung), den Stromsensor 43 zum Erfassen des Stroms, der zu dem Stator 10 von dem Stromrichter 42 fließt, und eine Eingabeeinheit (nicht dargestellt) zum Eingeben von den Abstand zwischen den Staturen 10B und 10C betreffender Information. Die Motorantriebe 40B und 40C weisen auch dieselben Strukturen auf wie das oben Erwähnte in Bezug auf den Motorantrieb 40.
  • Die Steuerung 41 ist mit der übergeordneten Steuerung 50 verbunden durch die Steuerleitung 51 und mit dem Positionsinformationsschalter 35 durch das Encoderkabel 52 verbunden.
  • Die Steuerung 41 steuert den Stromrichter 42, wie PWN-Inverter (abgeleitet vom englischen Begriff „Pulse Width Modulation”, auf deutsch: ”Impulsbreitenmodulation”), so dass das bewegliche Element 20 sich in bestimmter Reaktion auf einen Befehlswert von der übergeordneten Steuerung 50 bewegt und steuert schließlich den Strom, der den Spulen 11 der Statoren 10, 10B, 10C bereitgestellt werden soll. Ein Regelsystem bzw. Steuersystem (kurz: Steuersystem) der Steuerung 41 ist gebildet von einem Positionsregelkreis bzw. Positionssteuerkreis (kurz: Positionssteuerkreis), welcher die Positionssteuerung ausführt, einem Geschwindigkeitsregelkreis bzw. Geschwindigkeitssteuerkreis (kurz: Geschwindigkeitssteuerkreis), welcher die Geschwindigkeitssteuerung ausführt, und einem Stromregelkreis bzw. Stromsteuerkreis (kurz: Stromsteuerkreis), welcher die Stromsteuerung ausführt. Die Steuerung 41 fungiert als ein Beispiel für eine Stromsteuerungseinheit zum Steuern des Stroms, der der Spule auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren bereitgestellt werden soll. Darüber hinaus werden Informationen bezüglich des Abstands zwischen den Statoren und Informationen bezüglich der Stromphase basierend auf dem Abstand zwischen den Statoren von der übergeordneten Steuerung 50 eingeholt.
  • Der Motorantrieb 40 wird gesteuert, wie in 1 und 4 dargestellt, von dem Befehlswert von der übergeordneten Steuerung 50, und der Strom wird der Spule des Stators 10 auf Grundlage der Information von dem Positionsdetektor 30 bereitgestellt, bis das bewegliche Element die auf dem Befehlswert von der übergeordneten Steuerung 50 basierende Position erreicht.
  • Die übergeordnete Steuerung 50 ist mit einer CPU (abgeleitet vom englischen Begriff „Central Processing Unit”, Hauptprozessor), einem RAM (abgeleitet vom englischen Begriff „Random Access Memory”, auf deutsch ”Arbeitsspeicher”) und einem ROM (abgeleitet vom englischen Begriff „Read Only Memory”, auf deutsch ”Festwertspeicher”) versehen, und Ausgaben, wie Befehlswerte, Information betreffend den Positionsbefehl oder Information betreffend den Geschwindigkeitsbefehl an die jeweiligen Motorantriebe 40, 40B und 40C in Übereinstimmung mit der Arbeitsabfolge, die vorab festgesetzt ist. Darüber hinaus berechnet die übergeordnete Steuerung 80 die Phasen der Ströme, die den Spulen 11 durch die jeweiligen Motorantriebe 40, 40B, 40C bereitgestellt werden sollen, auf Grundlage des Statorabstands zwischen den Statoren 10, 10B und 10C, beispielsweise, wie in 4 dargestellt, des minimalen Abstands D1 zwischen Polen derselben Art der benachbarten Statoren 10 und 10B, oder des minimalen Abstands D2 zwischen den Polen der benachbarten Statoren 10 und 10B. Wenn darüber hinaus die jeweiligen Motorantriebe 40, 40B und 40C gesteuert werden, gibt die übergeordnete Steuerung 50 die Information bezüglich der Positionsbefehle oder Information bezüglich der Geschwindigkeitsbefehle an die jeweiligen Motorsteuerungen 40, 40B und 40C aus. Wie oben erwähnt, berechnet die übergeordnete Steuerung 50, als ein Beispiel eines Stromsteuerungsmittels, die Phasen der Ströme, die den Spulen auf Grundlage der Statorabstände D1 und D2 bereitgestellt werden sollen.
  • Übrigens ist der Linearmotor 1 ein Beispiel eines Flachart-Linearmotors, welcher eine Feldmagnet-Einheit, bei welcher eine Mehrzahl von Permanentmagneten, welche beide Enden aufweisen, auf die N- und S-Pole angewandt werden, senkrecht zu einer axialen Richtung, entlang der die N- und S-Pole abwechselnd angeordnet sind, als eines von dem beweglichen Element oder dem Stator aufweist, und er weist auch eine Mehrzahl von Spulen auf, die dem Feldmagneten gegenüberstehen über eine Aussparung bzw. einen Raum, als das andere von dem beweglichen Element oder dem Stator.
  • Hierunter wird das Verhältnis in der verteilten Anordnung der Statoren 10 und 10B im Detail unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
  • Wie in 4 dargestellt, mit den hervorstehenden Polen 12 der Statoren 10 und 10B sind die hervorstehenden Pole 12a, 12b und 12c in dieser Reihenfolge angeordnet mit einer Länge von einem periodischen Zyklus von einem Wicklungsschritt Cp. Der Wicklungsschritt Cp, welcher ein Beispiel für die Länge eines periodischen Zyklus in der periodischen Struktur des Stators 10 (10B) ist, ist der Minimalabstand zwischen den hervorstehenden Polen derselben Phase in der U-, V-, W-Phase. Zum Beispiel ist der Wicklungsschritt Cp der Abstand zwischen dem hervorstehenden Pol 12a für die U-Phase und dem hervorstehenden Pol 12a für die nächste U-Phase. Darüber hinaus ist, in der Darstellung von 4, der Abstand mit der Mitte des hervorstehenden Pols 12 als Standard beschrieben. Hierin können Messungen der Abstände und der Längen der Statoren 10, 10B und des beweglichen Elements 20 ausgeführt werden, indem Abschnitte derselben Phase in der periodischen Struktur verbunden werden, ungeachtet der Arten der Pole des hervorstehenden Pols 12 und des Permanentmagneten 22. Das bedeutet beispielsweise, dass der Abstand oder die Länge, der/die die Ecken der einen Seite des hervorstehenden Pols 12 anstelle der Mitte des hervorstehenden Pols 12 angewandt werden können.
  • Ein Beispiel des minimalen Abstands D1 zwischen den Polen derselben Art der benachbarten Statoren 10 und 10B ist ein Abstand, welcher den hervorstehenden Pol 12a der U-Phase, der am meisten auf der Seite des Stators 10B angeordnet ist, und den hervorstehenden Pol 12a der U-Phase, der am meisten auf der Seite des Stators 10 angeordnet ist, verbindet. Wie oben erwähnt kann das bewegliche Element 20 in dem Fall, wo der Abstand D1 kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 20, die Position einnehmen, die die benachbarten Statoren 10 und 10B überspannt, wobei immer einer der Pole der Statoren 10 und 10B und einer der Pole des beweglichen Elements 20 einander entgegengesetzt sind, und darüber hinaus sind die Pole 12a, 12b und 12c der U-, V- und W-Phasen als ein Satz von Polen der Statoren 10 und 10B und immer einem der Pole des beweglichen Elements 20 entgegengesetzt. Ein solches Verhältnis zwischen dem minimalen Abstand D1 und der Länge Lmv ist ein Beispiel, bei welchem der Abstand D1 zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B kleiner als (nicht größer als) die Länge Lmv des beweglichen Elements 20 ist.
  • Wie darüber hinaus auch in 4 gezeigt ist, ist ein Beispiel für den minimalen Abstand D2 zwischen den Polen der benachbarten Statoren 10 und 10B ein Abstand, welcher den hervorstehenden Pol 12c der W-Phase, der am meisten auf der Seite des Stators 10B angeordnet ist, und den hervorstehenden Pol 12a der U-Phase, welcher am meisten auf der Seite des Stators 10 angeordnet ist, verbindet. Dieser Abstand D2 ist kleiner als die Länge Lmv des beweglichen Elements 20. Hierin entspricht die Länge Lmv des beweglichen Elements 20 einer Entfernung, welche die Permanentmagnete 22 verbindet, welche an den beiden Endabschnitten in der Richtung der relativen Bewegung des beweglichen Elements 20, wie in 4 gezeigt, angeordnet sind. Also ist dies ein Beispiel für den maximalen Abstand zwischen den Polen des beweglichen Elements 20.
  • Wie oben erwähnt, kann das bewegliche Element 20 in dem Fall, wo der Abstand D2 kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 20, die Position einnehmen, welche die benachbarten Statoren 10 und 10B überspannt, bei welcher immer einer der Pole der Statoren 10 und 10B und einer der Pole des beweglichen Elements 20 einander entgegengesetzt sind, und ein solches Verhältnis zwischen dem minimalen Abstand D2 und der Länge Lmv ist ein Beispiel, bei welchem der Abstand D2 zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B kleiner als (nicht größer als) die Länge Lmv des beweglichen Elements 20 ist.
  • Als nächstes werden hierunter die Spule 11 des Stators 10 und eine Phase des Stroms, der bereitgestellt werden soll, erklärt.
  • Wie in 4 gezeigt, wird ein Abstand λ, welcher eine Differenz zwischen dem Abstand D1 zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B und dem natürlichen Vielfachen des Wicklungsschritts Cp darstellt, wie folgt ausgedrückt. λ = D1 – Cp × Natürliche Zahl (λ < Cp) (1)
  • In diesem Fall wird die Phasendifferenz ψ zwischen Strom, der zu der Spule 11 des Stators 10 fließt, und Strom, der zu der Spule 11 des Stators 10B fließt, wie folgt ausgedrückt. ψ = 2π·λ/Cp (2)
  • Unter der Annahme, dass eine Wellenform des Stroms, der durch die Spule 11 des Stators 10 fließt, cos(ωt) ist, wird die Wellenform des Stroms, der durch die Spule 11 des Stators 10B fließt, cos(ωt + ψ).
  • Darüber hinaus, kann in einem Fall, wo der Abstand D2 zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B angenommen wird, wie in 8 gezeigt, ein Abstand zwischen dem Pol 12a der U-Phase und dem Pol 12c der W-Phase, d. h. das 2/3-fache des Wicklungsschritts Cp, zu dem Abstand D2 hinzuaddiert werden.
  • Ein Vergleichsausdruck zwischen dem Abstand D1 und dem Abstand D2 wird wie folgt ausgedrückt. D1 = D2 + 2/3·Cp (3)
  • Darüber hinaus wird, mit Bezug auf die Ströme der V- und W-Phasen, die Phasendifferenz ψ festgelegt, und der Abstand D1 zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B wird als ein Auslegungswert einer Struktur eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors der übergeordneten Steuerung 50 eingegeben.
  • Hierunter wird der magnetische Sensor 31, welcher den Positionsdetektor 30 bildet, unter Bezugnahme auf die Figuren erklärt.
  • 6 ist eine Ansicht, welche einen magnetischen Sensor zeigt, welcher einen Zwei-Satz einer Vollbrückenstruktur aufweist, den Positionsdetektor aus 1 bildend (in 6 ist (A) eine Draufsicht, welche eine Form eines ferromagnetischen dünnen Metalls des magnetischen Sensors zeigt, und (B) ist eine Ansicht, welche eine Ersatzschaltung zeigt).
  • Der magnetische Sensor 31 des Positionsdetektors 30 weist ein Magnetwiderstandsbauteil auf, welches besteht aus einem Si- oder Glas-Substrat und einem auf denn Substrat ausgebildeten ferromagnetischen dünnen Metallfilm einer Legierung, welche eine Hauptkomponente aus einem ferromagnetischen Metall wie Ni, Fe oder ähnlichem aufweist. Der magnetische Sensor wird ein AMR-(abgeleitet vom englischen Begriff „Anisotropic-Magnetro-Resistance”, zu deutsch ”anisotroper Magnetwiderstand”)Sensor (anisotropes Magnetwiderstandselement) genannt, weil der Widerstandswert davon sich in einer bestimmten Feldrichtung ändert.
  • Wie in 6 dargestellt, wird der magnetische Sensor des Positionsdetektors 30 auf einem (einzigen) Substrat gebildet, so dass Elemente von zwei Sätzen von Vollbrückenstrukturen im Winkel von 45 Grad zueinander geneigt sind, um die Bewegungsrichtung zu berücksichtigen. Ausgangsleistungen VoutA und VoutB, die von den beiden Sätzen von Vollbrückenschaltungen gewonnen werden, bilden eine Cosinuswelle und eine Sinuswelle, welche eine Phasendifferenz von 90 Grad zueinander aufweisen, wie in 7 gezeigt. Da die Magnete 22a und 22b abwechselnd in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind, bildet die Ausgabe des Positionsdetektors 30 die Cosinus- und Sinuswellen. Wie erwähnt gibt der Positionsdetektor 30 die Änderung in der Richtung des Magnetfelds, welches periodisch erzeugt wird durch die relative Bewegung basierend auf der periodischen Struktur des Permanentmagneten 22 zum Antreiben des beweglichen Elements 20 als Sinuswellensignal und Cosinuswellensignal aus, welche eine Phasendifferenz von 90 Grad aufweisen.
  • Das Ausgabesignals von dem magnetischen Sensor wird im Positionserfassungsschaltkreis 32 aufgenommen, in welchem das Ausgabesignal in Phasenwinkel-Daten umgewandelt wird, welche eine höhere Auflösung aufweisen durch das Addieren einer digital-ähnlichen Interpolationsverarbeitung zum Sinuswellensignal und dem Cosinuswellensignal, welche eine Phasendifferenz von 90 Grad aufweisen.
  • Dann erzeugt der Positionsdetektor 32 aus diesen Phasenwinkel-Daten ein A-Phasen-Encoderimpulssignal (entsprechend dem Sinuswellensignal) und ein B-Phasen-Encoderimpulssignal (entsprechend dem Cosinuswellensignal), und erzeugt ein Z-Phasen-Impulssignal einmal pro periodischem Zyklus. Die Positionssignale von diesem A-Phasen-Encoderimpulssignal, B-Phasen-Encoderimpulssignal und Z-Phasen-Impulssignal werden in den Positionsinformationsschalter 35 eingegeben. Wie in 5 gezeigt, steuert der Motorantrieb 40 den Stromrichter 42 in Reaktion auf die Positionssignale von diesem A-Phasen-Encoderimpulssignal, B-Phasen-Encoderimpulssignal und Z-Phasen-Impulssignal.
  • Als nächstes wird ein Fall erklärt, bei welchem der Abstand zwischen den Statoren 10 und 10B ein natürliches Vielfaches des Wicklungsschritts Cp beträgt.
  • 8 ist ein Musterdiagramm, welches die periodische Struktur der Statoren 10, 10B und des beweglichen Elements 20 zeigt.
  • Wie in 8 gezeigt, ist der Abstand zwischen den benachbarten Statoren 10 und 10B so festgelegt, dass der Abstand D1 vorbestimmt ist als ein Abstand, welcher ein natürliches Vielfaches des Wicklungsschritts Cp ist, und die Statoren 10 und 10B sind in einer verteilten Anordnung angeordnet. Anders betrachtet kann man sagen, dass die Phase der periodischen Struktur des Stators 10 und die Phase der periodischen Struktur des Stators 10B miteinander übereinstimmen. Das heißt, der Stator 10 ist so angeordnet, dass die periodische Struktur der U-, V- und W-Phase des Stators 10 sich gewissermaßen bis auf die Seite des Stators (10B) erstreckt, wie durch die unterbrochene Linie in 4 dargestellt, so dass die periodische Struktur des Stators 10B bei dieser Erweiterung überlappt wird.
  • Des Weiteren kann die Anordnung, bei welcher die Phase der periodischen Struktur des Stators 10 und die Phase der periodischen Struktur des Stators 10B miteinander übereinstimmen, ersetzt werden, in einem Ausdruck, derart dass bei einem Stator, der eine periodische Struktur der Spule 11 und des hervorstehenden Pols 12 aufweist, kontinuierlich von dem Statur 10 zu dem Statur 10B, die Spule 11 und der hervorstehende Pol 12 teilweise in dem Abstand D2 beseitigt sind, abgesehen von den Spulen 11 und den hervorstehenden Polen 12 an den beiden Enden des Abstands D2. Darüber hinaus ist bei dem in 8 dargestellten Fall der Abstand D1 ein natürliches Vielfaches mehr als das 2-fache des Wicklungsschritts Cp. Darüber hinaus, unter der Annahme, dass die hervorstehenden Pole 12b und 12c der V- und W-Phasen an den Enden auf der Seite des Stators (10) in dem Statur 10 nicht existieren und der hervorstehende Pol 12a der U-Phase hauptsächlich auf der Statorseite (10) angeordnet ist, ist der Abstand D1 ein natürliches Vielfaches mehr als das 1-fache des Wicklungsschritts Cp.
  • In dem Fall, wo die Staturen 10 und 10B wie oben erwähnt angeordnet sind, d. h., Staturen 10 und 10B sind auf solche Art angeordnet, dass λ = 0, erzeugt die übergeordnete Steuerung 50 Steuerwerte, so dass ein Strom derselben Phase durch die Motorantriebe 40 und 40B hindurchtritt.
  • Ein Muster, bei welchem das bewegliche Element 20 von dem Statur 10 durch den Statur 10B weitergeht zum Statur 10C, bei welchem das bewegliche Element 20 anhält, wird hierunter unter Bezugnahme auf 9 und 10 erklärt.
  • Zuerst, wie in 9 dargestellt, gibt die übergeordnete Steuerung 50 Steuerwerte an den Motorantrieb 40 der Staturen 10, 10B, 10C aus. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die übergeordnete Steuerung 50 Steuerwerte, um einen Strom bereitzustellen, welcher eine Phasendifferenz ψ zwischen der Spule des Stators 10 und der Spule des Stators 10B aufweist, auf Grundlage des Abstands zwischen den Staturen 10 und 10B, und um einen Strom bereitzustellen, der eine Phasendifferenz ψ aufweist zwischen der Spule des Stators 10 und der Spule des Stators 10B, auf Grundlage des Abstands zwischen den Staturen 10B und 10C. Dann, auf Grundlage eines Signals von dem Positionsinformationsschalter 35, stellt der Motorantrieb 40 des Stators 10 den Strom an den Stator 10 bereit.
  • Wenn ein in 10(A) dargestellter Zustand zu einem in 10(B) dargestellten Zustand, beginnt der Positionsdetektor 30L des Stators 10B ein Signal zu erzeugen, welches dann an den Motorantrieb 40B ausgegeben wird durch den Positionsinformationsschalter 35. Obwohl das bewegliche Element 20 Schubkräfte von dem Stator 10 und dem Stator 10B erhält, steuert die übergeordnete Steuerung 50 die Motorantriebe 40 und 40B, um die Ströme mit der Phasendifferenz auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren 10 und 10B bereitzustellen.
  • Wenn die Anordnung dann den in 10(C) dargestellten Zustand einnimmt, beginnt der Positionsdetektor 30R des Stators 10B, ein Signal zu erzeugen, welchem der Positionsinformationsschalter 35 ein Ausgangssignal hinzuschaltet. Hierin kann der ursprüngliche Punkt auf dem Stator 10 den Positionsdetektor 30L in dem in 10(B) dargestellten Zustand einnehmen, oder den Positionsdetektor 30R in dem in 10(C) dargestellten Zustand. Anhand solcher ursprünglichen Punkte kann, auch wenn die Position des beweglichen Elements 20 auf dem Bewegungsweg korrigiert werden kann, die endgültige Position auf dem nächsten Stator 10C korrigiert werden.
  • Wenn als nächstes die Anordnung den in 10(D) dargestellten Zustand einnimmt, beginnt der Positionsdetektor 30L des Stators 10C, ein Signal zu erzeugen, welches dann an den Motorantrieb 40C von dem Positionsinformationsschalter 35 ausgegeben wird. Obwohl das bewegliche Element 20 Schubkräfte von dem Stator 10B und dem Stator 10C erhält, steuert die übergeordnete Steuerung 50 die Motorantriebe 40B und 40C, so dass die Motorantriebe 40B und 40C die Ströme mit der Phasendifferenz auf der Grundlage des Abstands zwischen den Statoren 10B und 10C bereitstellen.
  • Danach erreicht das bewegliche Element 20 die in 10(E) dargestellte Position über den in 10(D) dargestellten Zustand.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist der Linearmotor 1 bereitgestellt, bei welchem die Statoren 10, 10B, 10C und das bewegliches Element 20 so angeordnet sind, dass sie relativbeweglich sind, und die Staturen und das bewegliche Element sind jeweils mit mehrfachen Arten von Polen (12a, 12b, 12c) und (22a, 22B, 22C) ausgestattet, welche magnetisch aufeinander einwirken, und mit den periodischen Strukturen, bei welchen die mehrfachen Arten von Polen periodisch in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind in der Reihenfolge der Arten der Pole. Darüber hinaus sind die Statoren in mehrfachen Zahlen auf die verteilte Art in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet, und die Abstände D1 und D2 zwischen den benachbarten Statoren sind jeweils kleiner als die Länge Lmv des beweglichen Elements. Des Weiteren sind die Pole der Statoren von Spulen 11 gebildet, und die Stromsteuerungseinheit ist angeordnet für das Steuern des Stroms, der den Spulen auf Grundlage der Abstände D1, D2 zwischen den benachbarten Statoren bereitgestellt werden soll, so dass wenn sich das bewegliche Element von einem Stator zu dem benachbarten anderen Stato0r bewegt, der Strom, der der Spule bereitgestellt werden soll, von der Stromsteuerungseinheit gesteuert wird, um keinen Verlust einer Schubkraft des beweglichen Elements zu verursachen, und um dementsprechend die Bewegungsgeschwindigkeit zu steuern. Demzufolge kann die vorliegende Ausführungsform den Linearmotor mit passend verteilten Statoren in einer Anordnung bereitstellen, und auch das Steuerverfahren eines solchen Verteilte-Anordnung-Linearmotors bereitstellen.
  • Darüber hinaus, gemäß dem Linearmotor der beschriebenen Ausführungsform, ist der Abstand zwischen den Statoren 10 und 10B so festgelegt, dass die Phase der periodischen Struktur des Stators 10 und die Phase der periodischen Struktur des Stators 10B miteinander übereinstimmen, und dass selbst in dem Fall, wenn der Abstand D1 nicht ein natürliches Vielfaches des Wicklungsschritts Cp wird, die Pole des Stators und des beweglichen Elements so ausgebildet sind, dass sie keinen Schubkraftverlust des beweglichen Elements verursachen. Dementsprechend kann der Freiheitsgrad bei der Auslegung der Anordnung der Statoren 10 und 10B vergrößert werden.
  • Darüber hinaus, gemäß dem Linearmotor 1 der vorliegenden Ausführungsform, sind die Abstände D1 und D2 zwischen den benachbarten Statoren so festgelegt, dass sie kleiner als (nicht größer als) die Länge Lmv des beweglichen Elements sind, und in dem Zustand, in welchem das bewegliche Element die benachbarten Statoren überspannt, nimmt jegliche Schubkraft von jedem Stator keinen Einfluss, so dass das bewegliche Element 20 gleichmäßig bewegt werden kann. Genauer gesagt, in dem Fall, wenn der Abstand zwischen den Polen der benachbarten Statoren gleich ist den minimalen Abständen D1, D2 und die Länge des beweglichen Elements gleich ist der maximalen Länge Lmv zwischen den Polen des beweglichen Elements 20, kann jeder der Pole der Statoren 10 und 10B und jeder der Pole des beweglichen Elements 20 den Zustand einnehmen, in welchem die Pole immer einander entgegengesetzt sind.
  • Wenn ferner die übergeordnete Steuerung 50 als Stromsteuerungseinheit arbeitet, um die Phase des Stroms, der der Spule 11 bereitgestellt werden soll, auf Grundlage des Abstands D1, D2 zwischen den Statoren zu berechnen, kann der Strom, der der Spule 11 bereitgestellt werden soll, so gesteuert werden, dass kein Verlust der Schubkraft des beweglichen Elements verursacht wird, und die Bewegungsgeschwindigkeit kann auch gesteuert werden.
  • Darüber hinaus, in dem Fall, wenn der Pol des beweglichen Elements 20 zusammengesetzt ist aus dem Permanentmagneten 22 für den Antrieb und an dem Stator 10 auf der Spulenseite (11) angebracht ist, und darüber hinaus der Positionsdetektor 30 bereitgestellt ist zum Erfassen des Antriebs-Permanentmagneten 22 und zum Berechnen der Position, kann die Zeitsteuerung in dem Fall eines Wechselns der Phase des Stroms, der durch die Spule 11 hindurchtritt, beeinflusst werden durch den Positionsdetektor 30.
  • Des Weiteren werden die an dem beweglichen Element 20 angeordneten Permanentmagnete 22 durch den Positionsdetektor 30 erfasst, und bei einer Anordnung, bei welcher zwei Positionsdetektoren 30 so angeordnet sind, dass sie eine Länge aufweisen, die kleiner ist als die Länge des beweglichen Bauteils 20 in der Richtung der relativen Bewegung, können die Referenzpositionen in den jeweiligen Statoren 10, 10B und 10C bestimmt werden, und zusätzlich kann jeder von den Positionsdetektoren 30 jederzeit das bewegliche Element 20 erfassen. Dementsprechend ist es nicht für jeden einzelnen der Statoren 10, 10B, 10C notwendig, eine Markierung für einen ursprünglichen Punkt und einen Sensor zum Erfassen des ursprünglichen Punkts bereitzustellen, wodurch die Positionssteuerung genauer ausgeführt werden kann mit einer einfacheren Struktur. Wie oben erwähnt, kann die Zahl der Teile oder Elemente für die Markierung für den ursprünglichen Punkt und die Zahl der Sensoren zum Erfassen des ursprünglichen Punkts verringert werden, und die Arbeit für das Lokalisieren dieser Teile kann beseitigt werden. Darüber hinaus kann der ursprüngliche Punkt in Übereinstimmung mit dem Zustand des beweglichen Elements 20 festgesetzt werden, und eine Korrektur kann vorgenommen werden beim Auftreten eines Fehlers bezüglich des Steuerwerts, so dass das Fördersystem, welches eine hohe Arbeitsleistung aufweist, verwirklicht werden kann.
  • Zusätzlich kann es, gemäß der beschriebenen Ausführungsform, da die Motorantriebe 40, 40B, 40C für die Statoren 10, 10B, bzw. 10C angeordnet werden können, und die Statoren 10, 10B, bzw. 10C unabhängig angetrieben werden können, möglich sein, ein Fördersystem bereitzustellen, welches einen hohen Freiheitsgrad bei der Bewegung des Färdersystems aufweist. Darüber hinaus können die jeweiligen Bewegungsmuster verwirklicht werden und das bewegliche Element 20 kann flexibel in Übereinstimmung mit dem Arbeitsablauf gesteuert werden.
  • Darüber hinaus, aufgrund der periodischen Struktur des Pols des beweglichen Elements 20, wird die Richtung des Felds, welches durch den periodischen Wechsel bedingt durch die relative Bewegung erzeugt wird, als das Sinuswellensignal und das Cosinuswellensignal erzeugt, welche die Phasendifferenz von 90 Grad aufweisen, und die Position des beweglichen Bauteils 20 wird erfasst durch dieses Sinuswellensignal und Cosinuswellensignal. Gemäß einer solchen Anordnung ist es nicht notwendig, irgendeine lineare Skala anzusetzen, deren Bereitstellung für das bewegliche Element 20 bei einer konventionellen Struktur notwendig war, folglich wurde die Struktur des Linearmotors vereinfacht, bei welchem die Statoren auf die verteilte Art angeordnet sind. Zusätzlich, obwohl es erforderlich war, dass die lineare Skala mit hoher Leistung für die genaue Positionssteuerung bereitgestellt ist, kann das Ansetzen einer solchen linearen Skala beseitigt werden.
  • Wenn darüber hinaus der Positionsdetektor 30 auf der Statorseite (10) installiert ist, ist es ist nicht notwendig, dass das Encoderkabel 52 dem beweglichen Element 20 bereitgestellt ist, es ist auch nicht notwendig, das Encoderkabel 52 herumzuführen, und es kann vermieden werden, dass die Encoderkabel 52 sich verheddern. Darum ist die vorliegende Ausführungsform insbesondere verfügbar für das Fördersystem, welches mit einer Mehrzahl von beweglichen Elementen 20 ausgerüstet ist. Zusätzlich sind die Permanentmagnete 22 zum Antreiben am beweglichen Element 20 angebracht, und es ist für das bewegliche Element 20 nicht notwendig, mit dem Stromkabel versehen zu werden, das völlig kabelfreie bewegliche Element 20 kann bereitgestellt sein, wodurch es besonders effektiv ist für das Fördersystem, welches mit einer Mehrzahl von beweglichen Elementen 20 ausgerüstet ist.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Ein Antriebssystem eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hierunter beschrieben.
  • Eine schematische Struktur des Antriebssystems des Verteilte-Anordnung-Linearmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zuerst unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist darüber hinaus zu beachten, dass Abschnitte oder Elemente, welche denen der ersten Ausführungsform entsprechen, beschrieben werden, indem dieselben Bezugszeichen oder Buchstaben verwendet werden, und nur andersartige Strukturen und Funktionen beschrieben werden. Darüber hinaus werden ähnliche Ausdrücke auch auf andere Ausführungsformen oder Änderungen anwendbar sein.
  • 11 ist eine Perspektivansicht in einem Musterdiagramm von einem Beispiel von Statoren und eines beweglichen Elements eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors, bei welchem die Statoren auf eine verteilte Art angeordnet sind. 12 ist ein Musterdiagramm, welches eine periodische Struktur von Polen der in 11 gezeigten Statoren zeigt.
  • Wie in 11 dargestellt, sind in der zweiten Ausführungsform, anders als bei dem Linearmotor der ersten Ausführungsform, Permanentmagnete 22 für das Antreiben an den Statoren auf eine verteilte Art angeordnet angebracht, und eine Drei-Phasen-Spule und ein Positionsdetektor sind dem beweglichen Element bereitgestellt.
  • Das Antriebssystem des Verteilte-Anordnung-Linearmotors ist, wie in 12 gezeigt, mit einem Verteilte-Anordnung-Linearmotor 2 für das Befördern von Teilen und Erzeugnissen, einer Mehrzahl von Motorantrieben 40, 40B zum Steuern des Verteilte-Anordnung-Linearmotors 2 und einer übergeordneten Steuerung 50 zum Steuern einer Mehrzahl von Motorantrieben 40, 40B versehen.
  • Der Verteilte-Anordnung-Linearmotor 2 weist eine Mehrzahl von Statoren 60, 60B und ein bewegliches Element 70 auf, welche so angeordnet sind, dass sie magnetisch relativ zueinander beweglich sind. Bei diesem Verteilte-Anordnung-Linearmotor 2 ist eine Mehrzahl von Statoren 60 und 60B auf eine getrennt verteilte Art mit einem vorbestimmten Abstand in der Förderrichtung angeordnet.
  • Anders als bei der ersten Ausführungsform sind die Spulen 71L und 71R des beweglichen Elements 70, wie in 12 gezeigt, aufgeteilt in die Spule 71L, welche der Steuerung des Motorantriebs 40 unterliegt, und die Spule 71R, welche der Steuerung des Motorantriebs 40B unterliegt. Das bedeutet, die Spulen 71L und 71R sind in zwei Teilbereiche aufgeteilt, als ein Satz von U-, V- und W-Phasen, wie ein Bereich, welcher die dem Stator 60 gegenüberstehende Spule 71L aufweist, und ein Bereich, welcher die dem Stator 60B gegenüberstehende Spule 71R aufweist.
  • Darüber hinaus ist das bewegliche Element 70, abweichend von der ersten Ausführungsform, mit einem Positionsdetektor 30 (Positionsdetektoren 30L und 30R) ausgestattet, und das bewegliche Element 70 und die Motorantriebe 40, 40B sind miteinander durch Stromkabel verbunden. Die Positionsdetektoren 30L, 30R des beweglichen Bauteils 70 sind mit einem Positionsinformationsschalter (nicht gezeigt) durch ein Encoderkabel verbunden, und der Positionsinformationsschalter und die Motorantriebe 40, 40B sind auch durch ein Encoderkabel verbunden. Die jeweiligen Motorantriebe 40, 40B und die übergeordnete Steuerung 50 sind jeweils durch Steuerkabel verbunden.
  • Des Weiteren sind die jeweils mit einem magnetischen Sensor ausgestatteten Positionsdetektoren 30L und 30R außerhalb der auf beiden longitudinalen Endabschnitten des beweglichen Elements 70 angeordneten hervorstehenden Pole 72 angeordnet, wie in 11 und 12 dargestellt, und die Positionsdetektoren 30L und 30R sind auf eine solche Art eingerichtet, dass die magnetischen Sensoren der Positionsdetektoren 30L und 30R der Seite des beweglichen Elements zugewandt sind, die dem Stator 60 gegenübersteht. Die Lokalisierungspositionen der Positionsdetektoren 30L und 30R sind in der longitudinalen Richtung des beweglichen Elements 70 voneinander getrennt, um keinen Einfluss durch die Spulen 71L und 71R zu erfahren.
  • Die Statoren 60, 60B und das bewegliche Element 70 werden im Detail hierunter beschrieben.
  • Zuerst weist jeder der Statoren 60 und 60B, wie in 11 dargestellt, eine Basis 61 und Permanentmagneten 62 auf, welche auf einer oberen Fläche der Basis 61 angeordnet sind.
  • Die Permanentmagneten 62 weisen auf, wie in 11 und 12 dargestellt, N-Pol-Magneten 62a, welche N-Pole auf der Seite aufweisen, welche dem beweglichen Element 70 gegenübersteht, und S-Pol-Magneten, welche S-Pole aufweisen, welche magnetisch funktionieren zum beweglichen Element 70. Diese N-Pole und S-Pole sind ein Beispiel für die Pole, welche auf der Seite des beweglichen Elements (70) auftreten durch den Permanentmagneten 62. Folglich wird eine periodische Struktur gebildet, bei welcher die N-Pol-Magnete 62a und die S-Pol-Magnete 62b periodisch abwechselnd in dieser Reihenfolge angeordnet sind in der Richtung der relativen Bewegung der Statoren 60, 60B und des beweglichen Elements 70. Das heißt, jeder der Statoren 60 und 60B weist die periodische Struktur der N- und S-Pole in der longitudinalen Richtung des Stators 60 auf als ein Beispiel für die Richtung der relativen Bewegung.
  • Das bewegliche Element ist, wie in 11 und 12 gezeigt, mit den Spulen 71L und 71R versehen, welchen der Drehstrom bereitgestellt wird, und einem hervorstehenden Pol 72, um welchen die Spulen 71L und 71R herumgewickelt sind. Die Spulen 71L und 71R weisen drei Arten von Spulen auf, die Spule 7Ia für die U-Phase, die Spule 71b für die V-Phase und die Spule 71c für die W-Phase, und andererseits weisen die hervorstehenden Pole 72 drei Arten von hervorstehenden Polen auf, die hervorstehende Spule 72a für die U-Phase, die hervorstehende Spule 72b für die V-Phase und die hervorstehende Spule 72c für die W-Phase, welche der Anordnung der Spulen 71a, 71b, bzw. 71c entsprechen. Diese Spulen 71a, 71b, 71c und Pole 72a, 72b, 72c sind periodisch angeordnet in der Reihenfolge der U-, V- und W-Phase in der Richtung der relativen Bewegung der Statoren 60, 60B, 60C und des beweglichen Elements 70A, somit die periodische Struktur bildend.
  • Wie darüber hinaus den 12 gezeigt ist, sind die Spulen 71L und 71R in zwei Teile aufgeteilt, welche die Spulen 71a, 71b, 71c auf der Seite des Positionsdetektors 30L aufweisen (linke Seite in 12), welchen der Strom durch den Motorantrieb 40 bereitgestellt wird, und welche die Spulen 71a, 71b, 71c auf der Seite des Positionsdetektors 30R aufweisen (rechte Seite in 12), welchen der Strom von dem Motorantrieb 40B bereitgestellt wird.
  • Ein bewegliches Magnetfeld wird gemäß der Richtung und/oder Stärke des Drehstroms, der durch die jeweiligen Spulen 71a, 71b, 71c des beweglichen Elements 70 fließt, erzeugt, und die hervorstehenden Pole 72, die den jeweiligen Spulen 71a, 71b, 71c entsprechen und die N-Pol und S-Pol Magnete 62a und 62b Wechselwirken magnetisch miteinander, was zur Verursachung der relativen Bewegung der Statoren 60, 60B und des beweglichen Elements 70 in der longitudinalen Richtung der Statoren 60, 60B führt. Das heißt, die Statoren 60, 60B und das bewegliche Element 70 wechselwirken magnetisch miteinander, und das bewegliche Element 70 vollzieht die relative Bewegung in der longitudinalen Richtung der Statoren 60, 60B.
  • Beispielsweise stellen während der relativen Bewegung des beweglichen Elements 70 auf dem Stator 60 und an ihm entlang die Motorantriebe 40, 40B den Strom mit derselben Phase bereit. Als nächstes, wie in 12 dargestellt, erfasst der vorausgehend in der Vorwärtsrichtung des beweglichen Elements 70 angeordnete Positionsdetektor den Stator 60B, und auf Grundlage der Information von dem Positionsdetektor 30R ändert die übergeordnete Steuerung 50 die Phase des Stroms, der den Motorantrieben 40, 40B bereitgestellt werden soll.
  • Die übergeordnete Steuerung 50 berechnet dann den Phasenunterschied des Stroms, der den Spulen 71L und 71R der Motorantriebe 40 und 40B bereitgestellt werden soll, auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren 60 und 60B, das heißt, basierend auf den Abständen D1, D2 zwischen den benachbarten Statoren 60 und 60B, wie in 12 dargestellt. Wenn dann die übergeordnete Steuerung 50 die jeweiligen Motorantriebe 40, 40B steuert, gibt die übergeordnete Steuerung 50 Information aus, die den Positionsbefehl betrifft, oder Information, die den Geschwindigkeitsbefehl betrifft, an die jeweiligen Motorantriebe 40 und 40B durch Hinzufügen der Information bezüglich des Phasenunterschieds.
  • Wie oben erwähnt, berechnet die übergeordnete Steuerung 50 die Phase des Stroms, der den Spulen 71L, 71R bereitgestellt werden soll, als ein Beispiel für ein Mittel der Stromsteuerung. Darüber hinaus fungieren die Motorantriebe 40, 40B als ein Beispiel für die Stromsteuerungseinheit zum Steuern des Stroms, der den Spulen 71L, 71R bereitgestellt werden soll, basierend auf den Abständen D1, D2 zwischen den Statoren durch Empfangen der Information bezüglich des Phasenunterschieds von der übergeordneten Steuerung 50.
  • Als nächstes wird das Verhältnis in der Anordnung der Statoren 60 und 60B unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
  • Wie in 12 dargestellt, sind die Permanentmagnete 62 des Stators 60 abwechselnd in der Reihenfolge von N-Pol-Magneten 62a und S-Pol-Magneten 62b angeordnet, jeder mit der Länge von einer Periode (Zyklus), welche den Magnetabstand Mp aufweist. Der Magnetabstand Mp als ein Beispiel für die Länge von einer Periode in der periodischen Struktur des Stators 60 ist der Minimalabstand zwischen denselben Polen des N-Pol-Magneten 62a und des S-Pol-Magneten 62b, und ist beispielsweise ein Abstand zwischen einem N-Pol-Magneten 62a und dem nächsten N-Pol-Magneten 62a.
  • Ein Beispiel für den minimalen Abstand D1 zwischen denselben Polen der benachbarten Statoren 60 und 60B ist ein Abstand, welcher den N-Pol-Magneten 62a, welcher auf der meisten Stator (60) Seite in dem Stator 60 angeordnet ist, und den N-Pol-Magneten 62a, der auf der meisten Stator (60B) Seite in dem Stator 60B angeordnet ist, verbindet. Wie oben erwähnt kann in dem Fall, wo der Abstand D1 kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 70, das bewegliche Element 70 einen Zustand einnehmen, der die Statoren 60 und 60B überspannt, und es nimmt einen Zustand ein, bei dem immer einer von den Polen des Stators 60, 60B und einer von den Polen des beweglichen Elements 70 einander entgegengesetzt sind. Dies ist ein Beispiel, bei welchem in dem Verhältnis zwischen dem minimalen Abstand D1 und der Länge Lmv des beweglichen Elements 70 der Abstand D2 zwischen den benachbarten Statoren 60 und 60B kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 70.
  • Wie darüber hinaus in 12 dargestellt, ist ein Beispiel für den minimalen Abstand D2 zwischen den Polen der benachbarten Statoren 60 und 60B ein Abstand, welcher den S-Pol-Magneten 62b, welcher auf der meisten Stator (60) Seite in dem Stator 60 angeordnet ist, und den N-Pol-Magneten 62a, der auf der meisten Stator (60) Seite in dem Stator 60B angeordnet ist, verbindet. Dieser Abstand D2 ist kleiner als die Länge Lmv des beweglichen Elements 70. Hierin ist, wie in 12 gezeigt, die Länge Lmv des beweglichen Elements 70 ein Abstand, welcher die hervorstehenden Pole 72, welche in beiden Endabschnitten in der Richtung der relativen Bewegung des beweglichen Elements 70 angeordnet sind, verbindet, das heißt, dieser Abstand ist ein Beispiel für den maximalen Abstand zwischen den Polen des beweglichen Elements 20.
  • Wenn, wie oben erwähnt, der Abstand D2 kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 70, ist es dem beweglichen Element 70 möglich, einen Zustand einzunehmen, in dem es die Statoren 60 und 60B überspannt, in welchem immer einer der Pole des Stators 60, 60B und einer der Pole des beweglichen Elements 70 einander entgegengesetzt sind. Dies ist ein Beispiel, bei welchem in dem Verhältnis zwischen dem minimalen Abstand D2 und der Länge Lmv des beweglichen Elements 70 der Abstand D2 zwischen den benachbarten Statoren 60 und 60B kleiner ist als die Länge Lmv des beweglichen Elements 70.
  • Hierin wird der Phasenunterschied ψ des Stroms, der durch die Spulen 71L und 71R des beweglichen Elements 70, welches in zwei Bereiche aufgeteilt ist, fließen soll, wie folgt ausgedrückt. λ = D1 – Mp × Natürliche Zahl (λ < Mp) (4)
  • In diesem Fall, in 12, wird die Phasendifferenz ψ zwischen Strom, der zu der Spule 71L der U-, V- und W-Phase auf der Positionsdetektorseite (30L) fließt, und dem Strom, der zu der Spule 71R der U-, V- und W-Phase auf der Positionsdetektorseite (30R) fließt, wie folgt ausgedrückt. ψ = 2π·λ/Mp (5)
  • Darüber hinaus, bei einem Fall, wo der Abstand D2 zwischen den benachbarten Statoren 60 und 60B angenommen wird, wie in 12 dargestellt, kann ein Abstand zwischen dem N-Pol-Magneten 62a und dem S-Pol-Magneten 62b, d. h. das 1/2-fache des Magnetabstands Mp, zu dem Abstand D2 hinzuaddiert werden. Ein Vergleichsausdruck zwischen dem Abstand D1 und dem Abstand D2 wird wie folgt ausgedrückt. D1 = D2 + 1/2·Mp (6)
  • Des Weiteren, in dem Fall, wo der Abstand zwischen den Statoren 60 und 60B so festgelegt ist, dass der Abstand D1 ein natürliches Vielfaches des Magnetabstands Mp wird und die Statoren 60 und 60B auf die verteilte Art angeordnet sind, oder bei einer anderen Betrachtungsweise, wenn die Phase der periodischen Struktur des Stators 60 und die Phase der periodischen Struktur des Stators 60B miteinander übereinstimmen, können die Motorantriebe 40 und 40B Ströme mit denselben Phasen bereitstellen, selbst in einem Fall, wo das bewegliche Element 70 beide Statoren 60 und 60B überspannt.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen Verteilte-Anordnung-Linearmotor und ein Steuerungsverfahren dafür bereitzustellen. Der Verteilte-Anordnung-Linearmotor ist der Linearmotor 2, bei welchem die Staturen 60, 60B und das bewegliche Element 70 relativ bewegt werden; die Statoren und das bewegliche Element weisen mehrfache Arten von Polen auf (62a, 62b), (72a, 72b, 72c), welche magnetisch aufeinander einwirken, und weisen die periodischen Strukturen auf, bei welchen die mehrfachen Arten der Pole periodisch in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind in der Reihenfolge der Arten der Pole; die Abstände D1, D2 zwischen den benachbarten Statoren sind kleiner als (nicht größer als) die Länge Lmv des beweglichen Elements; die Pole des beweglichen Elements setzen sich zusammen aus den Spulen 71L und 71R; und eine Stromsteuerungseinheit zum Steuern des Stroms zu den Spulen auf Grundlage der Abstände D1, D2 zwischen den benachbarten Statoren ist bereitgestellt, und wenn sich dementsprechend das bewegliche Element von einem Stator zu dem benachbarten nächsten Stator bewegt, steuert die Stromsteuerungseinheit die Phase des Stroms, der der Spule zur Verfügung gestellt werden soll, und somit die Bewegungsgeschwindigkeit so steuert, dass kein Verlust der Schubkraft des beweglichen Elements verursacht wird, folglich geeignet für die verteilte Anordnung der Statoren.
  • Darüber hinaus, bei der Struktur, bei welcher die Pole der Statoren 60 und 60B zusammengesetzt sind aus den Permanentmagneten 62 für das Antreiben und den Positionsdetektoren 30L und 30R für das Erfassen der Positionen der Permanentmagneten 62 für das Antreiben und für das Berechnen der Positionen davon, sind dem beweglichen Element 70 darüber hinaus die Spulen 71L und 71R bereitgestellt, in dem Zustand, in welchem das bewegliche Element auf dem Stator 60 angeordnet ist, liefern die Motorantriebe 40 und 40B Ströme derselben. Phase, aber in dem Zustand, in welchem das bewegliche Element 70 die Statoren 60 und 60B überspannt, erfasst der Positionsdetektor 30R, der vorausgehend in der Vorwärtsrichtung des beweglichen Elements 70 angeordnet ist, den Zustand, dass das bewegliche Element beispielsweise die Statoren 60 und 60B überspannt, um dadurch die Zeitsteuerung für das Wechseln der Phase des Stroms, der von den Motorantrieben 40 und 40B bereitgestellt werden soll, zu berechnen.
  • Darüber hinaus kann bei der ersten und zweiten Ausführungsform des Weiteren eine Berechnungseinheit bereitgestellt sein zum Berechnen des Abstands zwischen Statoren zum Berechnen der Abstände D1, D2 zwischen den Statoren auf Grundlage der Information von dem Positionsdetektor 30 ohne Messen des Abstands zwischen den Statoren. Basierend auf der Information von dem Positionsdetektor 30 berechnet die übergeordnete Steuerung 50 beispielsweise die Geschwindigkeit des beweglichen Elements 20 (70) und die Zeit, zu welcher das sich nähernde vorangehende Ende des beweglichen Elements 20 (70) einen Abschnitt zwischen den Statoren passiert, und berechnet dann den Abstand zwischen den Statoren anhand der Geschwindigkeit und der Passierzeit des beweglichen Elements 20 (70).
  • Darüber hinaus kann der Motorantrieb 40 (40B, 40C) die Phase und den Abstand zwischen den Statoren anstelle der übergeordneten Steuerung 50 berechnen. In diesem Fall kann der Motorantrieb 40 (40B, 40C) eine CPU aufweisen zum Berechnen des Abstands zwischen den Statoren und auch zum Berechnen der Phase des Stroms, der der Spule in Übereinstimmung mit dem berechneten Abstand zwischen den Statoren bereitgestellt werden soll.
  • Darüber hinaus ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, und die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind Betriebsarten und Beispiele für das Verkörpern der Erfindung, und jede, welche eine Struktur aufweist, die im Wesentlichen dieselbe ist wie die im Umfang der angehängten Ansprüche der vorliegenden Erfindung wiedergegebene Idee, und die Funktionen und Wirkungen erzielt, die identisch mit denen sind, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden können, ist in dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
  • 1, 2 --- Verteilte-Anordnung-Linearmotor (bei welchem Statoren auf eine verteilte Art angeordnet sind); 10, 10B, 10C, 60, 60B --- Stator; 11, 71L, 71R --- Spule; 20, 70 --- Bewegliches Element; 22, 62 --- Permanentmagnet; 30, 30L, 30R --- Positionsdetektor; 40, 40B, 40C --- Motorantrieb; 50 --Übergeordnete Steuerung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2004-80881 [0002]

Claims (6)

  1. Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1,2), bei welchem ein Stator (10, 10B, 10C, 60, 60B) und ein bewegliches Element (22, 62) so angeordnet sind, dass sie relativbeweglich sind, wobei der Stator (10, 10B, 10C, 60, 60B) bzw. das bewegliche Element (22, 62) periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen (12a, 12b, 12c), (22a, 22b, 22c) des Stators (10, 10B, 10C, 60, 60B) und des beweglichen Elements (22, 62), welche magnetisch aufeinander einwirken, periodisch einander folgend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen; eine Mehrzahl von Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) auf eine verteilte Art in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind; ein Abstand zwischen benachbarten Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) nicht größer ist als eine Länge des beweglichen Elements (22, 62); der Pol des Stators (10, 10B, 10C, 60, 60B) oder der Pol des beweglichen Elements (22, 62) von einer Spule (11, 71L, 71R) gebildet ist; und eine Stromsteuerungseinheit, die den Strom steuert, der der Spule (11, 71L, 71R) auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) zur Verfügung gestellt werden soll, ist darüber hinaus bereitgestellt.
  2. Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1, 2) gemäß Anspruch 1, wobei die Stromsteuerungseinheit konfiguriert ist, eine Phase des Stroms zu berechnen, der der Spule (11, 71L, 71R) auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) zur Verfügung gestellt werden soll.
  3. Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1, 2) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand zwischen den Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) ein minimaler Abstand zwischen den Polen der benachbarten Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) ist, und die Länge des beweglichen Elements (22, 62) ein maximaler Abstand zwischen den Polen des beweglichen Elements (22, 62) ist.
  4. Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1, 2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer von den Polen des Stators (10, 10B, 10C, 60, 60B) und des beweglichen Elements (22, 62) zusammengesetzt ist aus einem Permanentmagneten (22, 62) für das Antreiben, und ein Positionsdetektor (40, 40B, 40C), welcher eine Position des Permanentmagneten (22, 62) für das Antreiben erfasst und eine Position davon berechnet, ist dem Stator (10, 10B, 10C, 60, 60B) oder dem beweglichen Element (22, 62) auf der Spulenseite bereitgestellt.
  5. Ein Verteilte-Anordnung-Linearmotor (1, 2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Abstandsberechnungseinheit, welche den Abstand zwischen den Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) auf Grundlage von Information von dem Positionsdetektor (40, 40B, 40C) berechnet, ist darüber hinaus bereitgestellt.
  6. Ein Verfahren zum Steuern eines Verteilte-Anordnung-Linearmotors (1, 2), aufweisend einen Stator (10, 10B, 10C, 60, 60B) und ein bewegliches Element (22, 62), welche relativbeweglich angeordnet sind, wobei der Stator (10, 10B, 10C, 60, 60B) bzw. das bewegliche Element (22, 62) periodische Strukturen aufweist, bei welchen mehrfache Arten von Polen (12a, 12b, 12c), (22a, 22b, 22c) des Stators (10, 10B, 10C, 60, 60B) und des beweglichen Elements (22, 62), welche magnetisch aufeinander einwirken, periodisch einander folgend angeordnet sind in einer Reihenfolge gemäß der Anordnung in einer Richtung der relativen Bewegung zwischen ihnen, eine Mehrzahl von Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) auf eine verteilte Art in der Richtung der relativen Bewegung angeordnet sind, ein Abstand zwischen benachbarten Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) nicht größer ist als eine Länge des beweglichen Elements (22, 62), und der Pol des Stators (10, 10B, 10C, 60, 60B) oder der Pol des beweglichen Elements (22, 62) von einer Spule (11, 71L, 71R) gebildet ist, wobei ein Strom, der der Spule (11, 71L, 71R) zur Verfügung gestellt werden soll, auf Grundlage des Abstands zwischen den Statoren (10, 10B, 10C, 60, 60B) gesteuert wird.
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